淺談海綿城市設(shè)計(jì)理念

蔣華強(qiáng) 蔣鵠遙

摘 要：近年來，中國(guó)城市化進(jìn)程越來越快，“熱島效應(yīng)”問題逐漸增多。城市下墊面多數(shù)為硬質(zhì)性質(zhì)，隨著城市暴雨的頻發(fā)，硬質(zhì)地面往往有透水性差，蓄水量小的問題。在發(fā)生強(qiáng)降雨的情況下，短期內(nèi)不可能處理如此多的降雨。當(dāng)前，中國(guó)排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃水平都較低，許多地區(qū)排水設(shè)施并不完善，排水系統(tǒng)建設(shè)落后。一些城市在建設(shè)過程中，嚴(yán)重的破壞了天然水體。天然水體被改造成城市建設(shè)用地。因此，水面率減少，地表徑流增加，城市的儲(chǔ)水能力下降。這些原因?qū)е铝私陙沓鞘械暮闈愁l發(fā)。本文主要論述海綿城市的一些基本思想和設(shè)計(jì)理念以及低影響開發(fā)理念。

關(guān)鍵詞：海綿城市；雨水收集；低影響開發(fā)。

1.引言

水是生命之源，是人類社會(huì)發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源之一。隨著歷史的發(fā)展，中國(guó)城市化進(jìn)程大大加快，也導(dǎo)致中國(guó)城市洪水問題日益突出。

LID， LowImpact Development，是20世紀(jì)90年代末開發(fā)的一套暴雨管理和非點(diǎn)源污染控制技術(shù)。采用小規(guī)模分散式污染控制措施，可實(shí)現(xiàn)控制暴雨徑流和污染的效果。最后，通過該技術(shù)，開發(fā)的場(chǎng)地可以盡可能接近自然狀態(tài)下的水文循環(huán)條件，減少開發(fā)對(duì)自然的影響。

2.發(fā)展

低影響開發(fā)是一種先進(jìn)的生態(tài)技術(shù)，可以促進(jìn)城市雨水的收集和利用。關(guān)鍵在于就地采集、自然凈化、地下水的鄰近利用或補(bǔ)給.2012年，海綿城市概念在中國(guó)首次提出。2013年12月，習(xí)近平在“中央城市化工作會(huì)議”中指出，有必要建設(shè)海綿城市。隨后，“海綿城市”的概念有了一個(gè)明確的定義：城市要能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害方面具有良好的“彈性”，在下雨時(shí)吸收、儲(chǔ)存、滲透和凈化水，以及在必要時(shí)釋放儲(chǔ)存的水以便使用。隨后，國(guó)務(wù)院發(fā)布了“關(guān)于推進(jìn)海綿城建設(shè)的指導(dǎo)意見”。意見指出了海綿城市的六字方針“滲、滯、蓄、凈、用、排“，以這些措施將70%的降雨就地消納和利用。海綿城市可以有效解決城市的內(nèi)澇問題，保持低影響開發(fā)過后的水文特征，保護(hù)自然平衡，促進(jìn)人類和自然的和諧發(fā)展。

3.設(shè)計(jì)思路

3.1LID要遵循下面的原則：

1）應(yīng)以場(chǎng)地原始的水文條件作為統(tǒng)籌依據(jù)：考慮此區(qū)域內(nèi)，相關(guān)流域和其他自然環(huán)境，確定目標(biāo)要求，注意保護(hù)開發(fā)敏感場(chǎng)地，分析該地區(qū)雨水管理的可行性和局限性，分析項(xiàng)目周邊環(huán)境雨水管理的可行性和局限性。

2）雨水徑流控制：通過相關(guān)LID設(shè)施的設(shè)計(jì)和使用，如增加透水路面的面積；設(shè)置綠色屋面；設(shè)置雨水花園，植草溝等綠化生態(tài)設(shè)施；保護(hù)自然的土石方以及植物景觀，確保更大的樹冠尺寸等，將收集到的雨水用雨水收集系統(tǒng)加以處理利用。

3）從源頭上控制雨水：主要手段為采用分散式小區(qū)雨水排放措施，減小排水坡度，增加匯流時(shí)間，增加徑流面積；通過引流來引導(dǎo)維持自然條件下的原有徑流路線。

4）雨水景觀：將雨水管理設(shè)施與其他發(fā)展因素結(jié)合起來，保護(hù)可開發(fā)土地；削減場(chǎng)地徑流峰值、促進(jìn)入滲、建設(shè)水循環(huán)設(shè)施、利用自然條件凈化雨水；通過改善場(chǎng)地景觀的設(shè)計(jì)，它還具有減少雨水徑流總量和緩解城市熱島效應(yīng)的作用。

5）后期維護(hù)：用一定的資金來確保為雨水管理技術(shù)措施的順利運(yùn)行，投入一定量的物力用于監(jiān)測(cè)。同時(shí)簽署成文協(xié)議，用法律確保長(zhǎng)期實(shí)施和維護(hù)。對(duì)大眾進(jìn)行雨水管理技術(shù)培訓(xùn)，條件成熟后鼓勵(lì)群眾在私人場(chǎng)地進(jìn)行雨水控制。海綿城市必須將人為措施與自然環(huán)境結(jié)合起來，并且必須優(yōu)先考慮生態(tài)環(huán)境。城市排水設(shè)施的安全是一個(gè)重要的前提。在此條件下，最大程度進(jìn)行雨水的滲透、收集、凈化和利用。既能實(shí)現(xiàn)水資源的利用，又能保護(hù)生態(tài)環(huán)境。海綿城市不是要取代傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，而是將海綿城的概念和實(shí)施作為傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的補(bǔ)充和優(yōu)化。減輕傳統(tǒng)排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)并最大化其作用。在設(shè)計(jì)海綿城市的過程中，應(yīng)同時(shí)考慮降雨，地表水和地下水，并協(xié)調(diào)和考慮供排水系統(tǒng)的各個(gè)部分。確保系統(tǒng)在復(fù)雜的水環(huán)境中的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2排水思路應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變：

海綿城市核心的“滲、滯、蓄、凈、用、排”六字方針

滲——將雨水分散并滲透到地下或特定土壤層。

城市建設(shè)后原有的自然生態(tài)條件和水文特征都已經(jīng)發(fā)生了顯著變化，其下墊面多為硬質(zhì)性質(zhì)，易形成徑流，所以必須加強(qiáng)自然入滲，把入滲放在優(yōu)先項(xiàng)。以減少地表徑流的形成，減少自硬化路面和硬質(zhì)屋面等進(jìn)入排水管網(wǎng)的雨水。同時(shí)還可以涵養(yǎng)、保護(hù)地下水，土壤對(duì)雨水起到一定自然過濾凈化的作用，在一定程度上改善城市氣候。雨水入滲主要是依靠各種透水性質(zhì)的路面、鋪裝材料，屋頂則采用綠色屋頂?shù)姆绞?，把雨水從源頭“滯”下來，然后“滲”入土壤。

滯，是指將雨水滯留在下沉式綠地中，降低雨水流速。

主要目的是減緩短期內(nèi)形成的地表雨水徑流。調(diào)節(jié)地形地貌，使雨水緩慢地匯集，減少時(shí)間軸上“尖刺徑流”的產(chǎn)生，控制爆發(fā)性的徑流峰值?！皽背３２捎靡韵碌氖侄危河晁▓@、濕塘、生態(tài)滯留設(shè)施、雨水濕地等。

蓄，是指利用雨水調(diào)蓄設(shè)施控制雨水徑流總量和徑流峰值。

首先，要尊重場(chǎng)地原有的自然地形和景觀，使雨水以天然降雨的形式降落。城市建設(shè)了破壞自然地形地貌。導(dǎo)致雨水在短時(shí)間內(nèi)聚集到一起，進(jìn)而引發(fā)內(nèi)澇。一方面采取調(diào)節(jié)和錯(cuò)峰的方式，另一方面要把降雨儲(chǔ)蓄起來。目前，海綿城市的儲(chǔ)水規(guī)定尚未完全固定。蓄水的兩種常見的形式為：塑料模塊儲(chǔ)水和地下儲(chǔ)水池。

凈，是指凈化雨水，去除雨水中的污染物以達(dá)到使用的要求。

土壤、植物、自然水體等，對(duì)雨水都有一定的自然凈化作用。雨水經(jīng)過凈化收集儲(chǔ)存，可以用于日常的城市綠化灌溉、道路沖洗等。目前，雨水凈化系統(tǒng)可分為三類：居住區(qū)（小區(qū)）雨水收集處理系統(tǒng)、工業(yè)區(qū)雨水收集與凈化系統(tǒng)、城市公共區(qū)域雨水收集處理系統(tǒng)。根據(jù)這三種場(chǎng)地的性質(zhì)不同，建立不同的雨水凈化工藝流程。目前常見的有：土壤過濾、人工濕地凈化等。

用，是指城市雨水利用措施。

在經(jīng)過土壤滲濾、人工濕地凈化處理后，我們可以利用這些雨水雨水。如此，在減輕洪澇災(zāi)害的同時(shí)，還可以收集到的雨水轉(zhuǎn)化為水資源，如停車場(chǎng)上方雨水在收集和凈化后可以用來洗車等。通過“滲”來涵養(yǎng)地下水，通過“蓄”把水保存下來，“凈“以后應(yīng)該盡量保持就地利用雨水。

排，是指充分利用雨水管網(wǎng)系統(tǒng)排除雨水。

采用豎向排水與城市工程設(shè)施相輔相成的方式，結(jié)合人工的排水、防澇、地下雨水管網(wǎng)設(shè)施與自然的水道、地面排水的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了雨水的常規(guī)排放，賦予系統(tǒng)處理超常規(guī)降雨的排水能力，減少了洪澇災(zāi)害的發(fā)生概率。由于一些城市因雨量過多，導(dǎo)致積水，單靠海綿設(shè)施無法完全排除雨水，需要人工措施來排放雨水。

3.3海綿城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)步驟

1）基礎(chǔ)資料進(jìn)行矢量化，建立GIS信息模型

2）區(qū)域本底分析，總結(jié)出規(guī)劃區(qū)開發(fā)前水文特點(diǎn)、原始地貌特征、水系分布、年徑流特性分析（以水力模型為工具，結(jié)合相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)，確定本底徑流總量控制范圍）、面源污染、水資源量等。

3）劃分雨水匯流分區(qū)

4）分析評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)，總結(jié)傳統(tǒng)開發(fā)模式下規(guī)劃區(qū)的水文特征

5）分析區(qū)域存在的問題及需求，提出目標(biāo)

6）匯流分區(qū)組合成管理分區(qū)，進(jìn)行指標(biāo)分解

7）提出項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃

8）繪制圖紙

4.結(jié)語

海綿城市的建設(shè)，我們應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變觀念。傳統(tǒng)城市的硬化下墊面，每逢大雨，都主要依靠人工設(shè)施，例如水管、排水渠和泵。主要的設(shè)計(jì)理念是“快速移除”和“終端集中”控制，這往往導(dǎo)致每場(chǎng)大雨都會(huì)導(dǎo)致內(nèi)澇。根據(jù)海綿城市的理念，我們?cè)诔鞘薪ㄔO(shè)中應(yīng)當(dāng)首先考慮使用“綠色”措施，如淺地溝、雨水花園，人工濕地等來組織排放雨水。以自然的排水方式來應(yīng)對(duì)降雨。

參考文獻(xiàn)：

[1]李凌峰，孫松波?！痘诤＞d城市的綠地建設(shè)方案設(shè)計(jì)研究》[J]《建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)》2016年15期3095-3095頁

[2]李青?！逗＞d城市在現(xiàn)代城市建設(shè)中的應(yīng)用研究》[J]《建筑技術(shù)開發(fā)》 2017年23期5-6頁